Die Energiewende macht Energiespeicher notwendig. Diese benötigen jedoch wirtschaftsstrategische Rohstoffe wie Vanadium im Fall für Redox-Flow-Batteriespeicher. Doch der Rohstoff wird aktuell zum überwiegenden Anteil importiert, heimische industrielle Reststoffe mit relevanten Vanadiumgehalten bleiben teils ungenutzt. Ein jetzt gestartetes Projekt untersucht neue stoffliche Nutzungswege für vanadiumhaltige Reststoffe aus der Industrie.
Die Projektpartner des Verbundvorhabens VAFLOW "Einsatz eines Vanadiumelektrolyts auf Basis von Sekundärrohstoffen in Redox-Flow-Batteriespeichersystemen" haben sich zur Aufgabe gestellt, aktuell teils ungenutzt entsorgte vanadiumhaltige Reststoffe einer stofflichen Nutzung zuzuführen und neue Wertschöpfungsketten zu generieren. Damit verknüpft der Verbund Ressourceneffizienz- und Energiespeichertechnologien.
Ziel ist es, industrielle vanadiumhaltige Reststoffe pyro- und hydrometallurgisch zu einem qualitativ gleichwertigen Vanadiumelektrolyt aufzubereiten. Dieser Elektrolyt soll künftig zum Einsatz in Redox-Flow-Batteriespeichern genutzt werden, um die Importabhängigkeit einer der Schlüsselkomponenten dieser Speichertechnologie zu reduzieren.
Das Projekt wird koordiniert durch das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht und gemeinsam mit den Partnern, dem Institut für Nichteisen-Metallurgie und Reinststoffe an der TU Bergakademie Freiberg, der Nickelhütte Aue GmbH sowie der CMS Green Energy GmbH bearbeitet. Der Verbund bildet die gesamte Wertschöpfungskette ab: Über die Identifizierung und Charakterisierung relevanter Reststoffströme, die metallurgische Entwicklung einer Produktanwendung, Tests in Batterietestlabors bis hin zur Erarbeitung von tragfähigen Vermarktungs- und Geschäftsmodellen. Dabei wird der Verbund von weiteren assoziierten Partnern aus der Industrie projektbegleitend unterstützt.
Mittels Stoffstrom- und Prozessanalysen werden vanadiumhaltige Reststoffe in unterschiedlichen Industriezweigen identifiziert und charakterisiert sowie ein Anforderungskatalog für die Nutzung in Redox-Flow-Batteriespeichern und die metallurgische Aufbereitung erstellt. In Laborverfahren werden die Reststoffe an der TU Bergakademie Freiberg hydro- und pyrometallurgisch aufbereitet. Das Projektteam aus Freiberg überträgt die aussichtsreichsten Verfahren in enger Kooperation mit der Nickelhütte Aue GmbH in den Technikumsmaßstab und stellt Vanadium-Elektrolyte für Langzeit- und Zyklentests im Redox-Flow-Batterien-Testlabor bereit. Weiterhin werden Verwertungsstrategien und Geschäftsmodelle zur Vanadium-Gewinnung erstellt insbesondere aus Quellen, in denen Vanadium als Begleitelement nur in geringen Konzentrationen vorliegt. Zudem analysiert und bewertet das Projektteam die Prozesskette aus ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten. Quelle: Fraunhofer Umsicht / pgl